En la revista Nature del 22 de julio del 2010, científicos de Empa y del Instituto Max Plack para Investigación de Polímeros reportaron que han sido capaces, por primera ocasión, de construir bandas de grafene de unos pocos nanómetros de ancho, usando un método químico simple.
Modelo estructural en 3 dimensiones con la forma en zig-zag de una banda de grafene.
Las tiras o bandas de grafene son consideradas un fuerte candidato para aplicaciones electrónicas en el futuro debido a que sus propiedades pueden modificarse por medio de cambiar su ancho y forma de su terminación. Científicos de Empa, Max Planck Institute for Polymer Research en Mainz, Alemania, ETH Zürich y las universidades de Zürich und Bern han empleado un nuevo método para crear bandas de grafene con un tipo de saltos en la banda misma.
Hasta el momento, las bandas de grafene se han cortado de hojas más grandes de grafene. Otra manera era que nanotubos de carbón eran cortados en forma de tiras y luego desenrollados. Esto proporciona un tipo de saltos en la banda -un rango de energía que no puede ser ocupado por los electrones y que determina las propiedades químicas tales como la capacidad de switch. El ancho, y las terminaciones de la banda de grafene, determinan el tamaño de cada salto y por lo tanto tiene influencia en las propiedades de los componentes que se construyen con dicha banda.
En bandas extremadamente angostas de grafene (menores de 10 nanómetros de ancho) y que también tienen terminaciones bien definidas, pueden permitir la construcción de componentes que contengas propiedades ópticas y electrónicas específicas: dependiendo de los requerimientos, el salto entre bandas puede ser modificado y usarse para ajustar finamente las características de switch de un transistor.
Haciendo crecer bandas de grafene.
En el artículo de Nature, los científicos describen un método simple químico para la superficie del material para crear bandas tan angostas sin necesidad de que se corten, usando un acercamiento de arriba para abajo. Para lograrlo, usan monómeros de sustituto de halógeno específicamente diseñado sobre superficies de oro y plata bajo condiciones extremadamente altas de vacío. Se juntan para formar cadenas de polifenileno en una primera reacción.
Una segunda reacción, iniciada por un aumento ligero de calor los átomos de hidrógeno son removidos y las cadenas se interconectan para formar un sistema planar y aromático de grafene. El resultado son bandas de grafene con apenas un átomo de grosor que representa un nanómetro de espesor y hasta 50 nanómetros de longitud, con forma de saltos en la banda, por lo que posee propiedades de switch. Es sin duda un paso importante para el cambio de la microelectrónica de silicón a la nanoelectrónica de grafene.
Puedes leer el artículo completo en inglés aquí.
Comentarios